CN211785983U - 动力电池极限安全测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池极限安全测试装置，包括防爆的第一测试箱体、防爆的第二测试箱体以及主控台、烟雾处理装置、测试设备，第一测试箱体、第二测试箱体为彼此独立的箱体；第一测试箱体、第二测试箱体内各设有至少一个待测电池样品和对对应的待测电池样品进行安全测试的测试设备；第二测试箱体包括相互隔离的测试室和主控室，主控台设置于主控室内，测试室内设有待测电池样品和对应的测试设备，主控室分别连接并控制各测试设备进行测试，烟雾处理装置用于收集各待测电池样品测试过程中产生的废气并进行净化处理。本实用新型提高了测试效率和测试安全性，并满足环保要求。同时，可在必要时进行风险预警，最大限度地降低甚至消除风险。

Description

动力电池极限安全测试装置

技术领域

本实用新型涉及电池测试技术领域，尤其涉及一种动力电池极限安全测试装置。

背景技术

能源短缺、石油危机和环境污染愈演愈烈，给人们的生活带来巨大影响，直接关系到国家经济和社会的可持续发展。世界各国都在积极开发新能源技术。电动汽车作为一种降低石油消耗、低污染、低噪声的新能源汽车，被认为是解决能源危机和环境恶化的重要途径。混合动力汽车同时兼顾纯电动汽车和传统内燃机汽车的优势，在满足汽车动力性要求和续驶里程要求的前提下，有效地提高了燃油经济性，降低了排放，被认为是当前节能和减排的有效路径之一。

随着国内新能源电动汽车的飞速发展，动力电池的性能越来越成为制约行业发展的瓶颈，其影响整车运行的可靠性、稳定性以及安全性，受到了业界的广泛关注。

在动力电池应用前，通常需要进行动力电池极限安全测试来评估动力电池的电芯、模组、电池包的性能和最佳应用环境，目前常用的测试方式有通过挤压、高/低温、浸泡、针刺、过充电、过放电等测试评估起火、爆炸的极限环境，以此来判断动力电池的安全极限，然而，这些测试过程非常危险，目前的测试通常是利用人工将动力电池分别放置在不同的极限环境中进行测试，测试效率低，而且在测试过程中一旦动力电池发生起火、爆炸等事故，容易对人身安全造成威胁。

实用新型内容

鉴于现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种动力电池极限安全测试装置，既可以提高测试效率，又可以在动力电池极限安全测试过程中有效地消除事故造成的人身安全隐患，便于测试者安全地进行测试。

为了实现上述的目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

一种动力电池极限安全测试装置，包括防爆的第一测试箱体、防爆的第二测试箱体以及主控台、烟雾处理装置、测试设备，所述第一测试箱体、第二测试箱体为彼此独立的箱体；所述第一测试箱体、所述第二测试箱体内各设有至少一个待测电池样品和对对应的待测电池样品进行安全测试的测试设备；所述第二测试箱体包括相互隔离的测试室和主控室，所述主控台设置于所述主控室内，所述测试室内设有待测电池样品和对应的测试设备，所述主控室分别连接并控制各测试设备进行测试，所述烟雾处理装置用于收集各待测电池样品测试过程中产生的废气并进行净化处理。

作为其中一种实施方式，所述第一测试箱体包括第一空间，所述第一空间内设有第一待测电池样品，所述第二测试箱体的所述测试室内设有第二待测电池样品、第三待测电池样品，所述第一待测电池样品为电池包，所述第二待测电池样品、所述第三待测电池样品均为选自电池模组和电芯的一种。

作为其中一种实施方式，所述第一测试箱体还包括与第一空间隔离开的第二空间，所述第二空间内设有对所述第一待测电池样品进行安全测试的测试设备。

作为其中一种实施方式，所述第一空间内设有防爆的步入式环境舱，所述测试室内设有防爆的第一环境箱与第二环境箱，所述第一待测电池样品设于所述步入式环境舱内，所述第二待测电池样品设置于所述第一环境箱内，所述第三待测电池样品设置于所述第二环境箱内。

作为其中一种实施方式，所述烟雾处理装置设于所述第一空间内，通过管道分别连接所述步入式环境舱、所述第一环境箱、所述第二环境箱。

作为其中一种实施方式，所述步入式环境舱、所述第一环境箱、所述第二环境箱内均设有用于检测内部压力的压力传感器且均设有用于在超压时释放压力的泄爆口和/或泄压装置。

作为其中一种实施方式，所述步入式环境舱内设有用于检测CO浓度的CO传感器和/或用于检测温度变化的温度传感器，所述主控台还用于获取所述CO传感器、所述温度传感器的实时检测结果。

作为其中一种实施方式，所述步入式环境舱、所述第一环境箱、所述第二环境箱的顶部均连接有消防管道。

作为其中一种实施方式，所述动力电池极限安全测试装置还包括用于为对应的待测电池样品提供可调温度环境的调温设备，所述测试设备包括用于对待测电池样品进行过充放测试的充放电设备。

作为其中一种实施方式，所述步入式环境舱的调温设备包括用于降低环境舱内温度的制冷机组，所述制冷机组与所述步入式环境舱间隔设置。

本实用新型的动力电池极限安全测试装置可将电池包与电池模组、电芯的测试样品分别放置在不同的测试箱体内进行安全极限测试，将主控台与爆炸威胁更大的电池包设置在不同的测试箱体内，利用主控台控制测试设备进行测试，提高了测试效率和测试安全性，并满足环保要求。同时，利用主控台实时模拟、调节以及监控电池包与电池模组、电芯等测试样品的工作环境，可在必要时进行风险预警，并在出现危险情况时最大限度地降低甚至消除风险，避免人身安全遭受威胁。

附图说明

图1为本实用新型实施例的动力电池极限安全测试装置的内部结构示意图。

图中标号说明如下：

1-第一待测电池样品，2-第二待测电池样品，3-第三待测电池样品，10-第一测试箱体，20-第二测试箱体，30-主控台，40-烟雾处理装置，50-测试设备，60-制冷机组，11-步入式环境舱，21-第一环境箱、22-第二环境箱，10a-第一空间，10b-第二空间，20a-测试室，20b-主控室，G1-隔板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参阅图1，本实用新型提供了一种动力电池极限安全测试装置，主要包括防爆的第一测试箱体10、防爆的第二测试箱体20以及主控台30、烟雾处理装置40、测试设备50。需要说明的是，图1所示为去除测试装置顶部结构后便于观察的透视图，实际上测试装置顶部是封闭的。

其中，第一测试箱体10、第二测试箱体20为彼此独立的箱体，可供人进入检修和调试，第一测试箱体10、第二测试箱体20内各设有至少一个待测电池样品和对对应的待测电池样品进行安全测试的测试设备50。本实施例中，优选第一测试箱体10、第二测试箱体20均为集装箱，二者间隔地布置，待测电池样品包括第一待测电池样品1、第二待测电池样品2、第三待测电池样品3，第一待测电池样品1为电池包，第二待测电池样品2、第三待测电池样品3分别为电池模组和电芯，在其他实施方式中，第二待测电池样品2、第三待测电池样品3也可以相同，均为电池模组或者电芯。

第二测试箱体20包括相互隔离的测试室20a和主控室20b，主控台30设置于主控室20b内，例如，可以包括操作面板和监控器，主控台30作为测试人员的主控中心，实时监测并控制整个测试装置内各设备和待测电池样品的工作状态。

测试室20a内设有待测的第二待测电池样品2、第三待测电池样品3和对应的测试设备50，第一测试箱体10包括步入式的第一空间10a，第一空间10a内设有第一待测电池样品1，主控室20b分别连接并控制各测试设备50进行测试，考虑到电池测试过程中可能出现燃烧，烟雾处理装置40可用于收集各待测电池样品测试过程中产生的废气并进行净化处理，达到安全排放条件后排出。本实施例中，第一待测电池样品1、第二待测电池样品2、第三待测电池样品3各对应一个配套的测试设备50(分别对应图中的50a、50b、50c)，这些测试设备50分别通过设置不同的测试环境或进行不同的测试项目以检测对应的电池样品。优选地，测试设备50包括用于对待测电池样品进行充放测试的充放电设备。整个测试装置可用于模拟不同的电池样品在不同的温度环境下的充电、放电的极限情况。

具体地，第一测试箱体10包括第一空间10a和与第一空间10a隔离开的第二空间10b。第一空间10a内设有防爆的步入式环境舱11、烟雾处理装置40、调温设备，第一空间10a与第二空间10b通过中间的隔板隔开为两个独立的空间，第二空间10b内安装有用于对第一待测电池样品1进行测试的测试设备50a和用于对测试设备50a进行降温的冷却设备501，冷却设备501可以是风扇、空调、冷却机构等。步入式环境舱11、烟雾处理装置40、调温设备设于第一空间10a内，第一待测电池样品1设于步入式环境舱11内，一个调温设备用于对步入式环境舱11内的温度环境进行调节，以模拟不同极限温度下第一待测电池样品1的工作环境，如极冷或极热。

第二测试箱体20内，通过另一隔板G1隔开测试室20a和主控室20b。测试室20a内设有防爆的第一环境箱21与第二环境箱22、两个测试设备50b、50c，第二待测电池样品2设置于第一环境箱21内，第三待测电池样品3设置于第二环境箱22内，步入式环境舱11、第一环境箱21、第二环境箱22分别独立地运转。两个测试设备50b、50c分别对应测试第二待测电池样品2、第三待测电池样品3。

可选地，调温设备可以采用各种加热装置来提高温度，用冷却装置来降低温度。例如，这里的第一测试箱体10中，调温设备的冷却装置包括制冷机组60，制冷机组60将制冷剂送入步入式环境舱11，制冷剂将环境舱11内的热量带走而实现降温作用。制冷机组60与步入式环境舱11间隔设置而在物理上分开，避免测试过程中因爆炸损坏制冷机组60。

虽然烟雾处理装置40设于第一空间10a内，但其通过管道P分别连接步入式环境舱11、第一环境箱21、第二环境箱22，可将各环境箱内产生的烟雾等气体收集进行处净化理。

当检测到某一环境箱/环境舱内的烟雾浓度超过设定值后，立即启动烟雾处理装置40，能够在短时间内将环境箱/环境舱内的气体排到管路中。烟雾处理装置40由三级处理装置组成。第一级为过滤棉除尘，第二级为UV光解，第三级为活性炭吸附。

其中，过滤棉除尘的方式利用过滤棉去除烟雾中的粉尘和较大颗粒物，UV光解处理运用特制波长的高能UV紫外线光束及臭氧对恶臭气体进行协同分解氧化反应，使恶臭气体物质降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳。同时，涂有纳米级的二氧化钛网在紫外照射下，使Ti0₂激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，可催化、光解附着于物体表面的各种甲醛等有机物及部分无机物，通过紫外线、臭氧、二氧化钛三重净化过滤后，能高效去除挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨气、硫醇类等主要污染物以及各种恶臭味，脱臭效率最高可达99％以上，脱臭效果大大超过国家颁布的恶臭污染物排放标准。活性炭吸附的方式中，活性炭具有强烈的“物理吸附”和“化学吸附”的作用，可将有毒有害物质吸附而达到去除效果。通过烟雾处理装置三级的净化处理，可达到无色无味无毒的净化处理效果，符合国家及地方相关的环保要求。

具体地，在每个环境箱、环境舱内可安装有烟雾传感器、压力传感器、温度传感器，以及消防灭火装置，主控台30设置有蜂鸣器、指示灯等指示报警信号的结构，这样，测试人员可清楚知道设备的运行状态。烟雾传感器可用于监测环境箱/环境舱内的烟雾浓度，在环境箱/环境舱内的烟雾浓度超出预定范围时发出报警信号至主控台30，压力传感器用于监测环境箱/环境舱内的压力值，在环境箱/环境舱内的压力值超出预定范围时发出报警信号至主控台30，温度传感器用于监测环境箱/环境舱内的温度值，在环境箱/环境舱内的温度值超出预定范围时发出报警信号至主控台30，主控台30在接收到相应的报警信号后手动或自动地进行不同的处理操作，消防灭火装置用于在发生紧急情况时进行灭火。例如，在步入式环境舱11、第一环境箱21、第二环境箱22的连接管道P的气体出口部位设置有排风系统，当某一环境箱内的烟雾传感器发出报警信号时，主控台30启动排风系统，将该环境箱/环境舱内的气体加速抽出至烟雾处理装置40进行处理；步入式环境舱11、第一环境箱21、第二环境箱22内均设有用于在超压时释放压力的泄爆口和/或泄压装置，当某一环境箱/环境舱内的压力传感器发出报警信号时，主控台30暂停该环境箱/环境舱的测试，然后进行必要的泄压操作；当某一环境箱/环境舱内的温度传感器发出报警信号时，主控台30也可暂停该环境箱/环境舱的测试。

作为其中一种实施方式，步入式环境舱11内还设有用于检测CO浓度的CO传感器和用于检测温度变化的温度传感器，主控台30还用于获取CO传感器、温度传感器的实时检测结果。例如，当CO传感器、温度传感器返回至主控台30的数据显示第一空间10a内CO浓度超标或者温度超标时，这时，测试人员即可得知舱内环境不适合进入，可以避免发生危险。

整个测试装置可开设有多个便于人员进出的门，例如，第一测试箱体10可开设有3个门，第二测试箱体20可开设有3个门，其中，主控室20b在第二测试箱体20的外壁上开设有便于测试人员进出的门K1，隔板G1上开设有从主控室20b进入测试室20a的门K2，测试室20a在第二测试箱体20的外壁上开设有便于从外面进入的门K3，第一空间10a在第一测试箱体10的外壁上开设有可从外面进入的、正对烟雾处理装置40的门K4，以及在门K4所在箱体外壁的相邻外壁开设的可从外面进入的、正对步入式环境舱11的门K5，以及在门K5所在的同一侧外壁开设的门K6，门K6正对测试设备50a。

优选地，步入式环境舱11、第一环境箱21、第二环境箱22的顶部均连接有消防管道，以连接消防灭火装置。消防灭火装置可采用气体灭火方式、水喷淋灭火方式和消防水灌注灭火方式中的至少一种，气体灭火方式为：在灭火系统启动时，通过消防管道将二氧化碳快速注入到环境箱/舱内，能起到快速降温和灭火的作用。水喷淋灭火方式为：在灭火系统启动时，采用布置在环境箱/环境舱顶部的若干水喷头将大量的水喷淋到电池样品上，实现快速灭火。消防水灌注灭火方式为：在灭火系统启动时，自消防管道将大量的水灌注到环境箱/环境舱内，使电池样品快速地浸泡或淹没在水中，达到快速降温和灭火的效果。步入式环境舱11空间较大，可选地，步入式环境舱11内同时集成有这三种灭火方式，当样品发生燃烧产生烟雾时，发出烟雾报警信号，先启二氧化碳灭火，若报警信号没有解除，则启动水喷淋灭火方式，使大量的水喷淋到样品上，当样品发生剧烈燃烧或爆炸时，立刻启动消防水灌注灭火，将大量的水灌注到箱内，可在短时间将样品快速地浸泡或淹没在水中。而第一环境箱21、第二环境箱22采用水喷淋灭火方式，当烟雾传感器发出报警信号后，即启动该消防灭火装置。

本实用新型的动力电池极限安全测试装置可将电池包与电池模组、电芯的测试样品分别放置在不同的测试箱体内进行安全极限测试，将主控台与爆炸威胁更大的电池包设置在不同的测试箱体内，利用主控台控制测试设备进行测试，提高了测试效率和测试安全性，并满足环保要求。同时，利用主控台实时模拟、调节以及监控电池包与电池模组、电芯等测试样品的工作环境，可在必要时进行风险预警，并在出现危险情况时最大限度地降低甚至消除风险，避免人身安全遭受威胁。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池极限安全测试装置，其特征在于，包括防爆的第一测试箱体(10)、防爆的第二测试箱体(20)以及主控台(30)、烟雾处理装置(40)、测试设备(50)，所述第一测试箱体(10)、第二测试箱体(20)为彼此独立的箱体；所述第一测试箱体(10)、所述第二测试箱体(20)内各设有至少一个待测电池样品和对对应的待测电池样品进行安全测试的测试设备(50)；所述第二测试箱体(20)包括相互隔离的测试室(20a)和主控室(20b)，所述主控台(30)设置于所述主控室(20b)内，所述测试室(20a)内设有待测电池样品和对应的测试设备(50)，所述主控室(20b)分别连接并控制各测试设备(50)进行测试，所述烟雾处理装置(40)用于收集各待测电池样品测试过程中产生的废气并进行净化处理。

2.根据权利要求1所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述第一测试箱体(10)包括第一空间(10a)，所述第一空间(10a)内设有第一待测电池样品(1)，所述第二测试箱体(20)的所述测试室(20a)内设有第二待测电池样品(2)、第三待测电池样品(3)，所述第一待测电池样品(1)为电池包，所述第二待测电池样品(2)、所述第三待测电池样品(3)均为选自电池模组和电芯的一种。

3.根据权利要求2所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述第一测试箱体(10)还包括与第一空间(10a)隔离开的第二空间(10b)，所述第二空间(10b)内设有对所述第一待测电池样品(1)进行安全测试的测试设备(50)。

4.根据权利要求2所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述第一空间(10a)内设有防爆的步入式环境舱(11)，所述测试室(20a)内设有防爆的第一环境箱(21)与第二环境箱(22)，所述第一待测电池样品(1)设于所述步入式环境舱(11)内，所述第二待测电池样品(2)设置于所述第一环境箱(21)内，所述第三待测电池样品(3)设置于所述第二环境箱(22)内。

5.根据权利要求4所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述烟雾处理装置(40)设于所述第一空间(10a)内，通过管道(P)分别连接所述步入式环境舱(11)、所述第一环境箱(21)、所述第二环境箱(22)。

6.根据权利要求4所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述步入式环境舱(11)、所述第一环境箱(21)、所述第二环境箱(22)内均设有用于检测内部压力的压力传感器且均设有用于在超压时释放压力的泄爆口和/或泄压装置。

7.根据权利要求4所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述步入式环境舱(11)内设有用于检测CO浓度的CO传感器和/或用于检测温度变化的温度传感器，所述主控台(30)还用于获取所述CO传感器、所述温度传感器的实时检测结果。

8.根据权利要求4所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述步入式环境舱(11)、所述第一环境箱(21)、所述第二环境箱(22)的顶部均连接有消防管道。

9.根据权利要求4～8任一所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，还包括用于为对应的待测电池样品提供可调温度环境的调温设备，所述测试设备(50)包括用于对待测电池样品进行过充放测试的充放电设备。

10.根据权利要求9所述的动力电池极限安全测试装置，其特征在于，所述步入式环境舱(11)的调温设备包括用于降低环境舱(11)内温度的制冷机组(60)，所述制冷机组(60)与所述步入式环境舱(11)间隔设置。

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